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Anordnung zur Erfassung symmetrischer Komponenten eines Mehrphasensystems
Es sind Drehfeldscheider bekannt, die zur Erfassung einer symmetrischen Komponente
eines unsymmetrischen Drehstromsystems dienen. Diese Schaltungen enthalten Blindwiderstände
und sind also frequenzabhängig, d. h. sie sind für eine bestimmte Frequenz abzugleichen.
Bei Frequenzschwankungen ist die von ihnen abgegriffene Spannung nicht mehr genau
proportional der zu erfassenden symmetrischen Komponente, sondern mit einem Fehler
behaftet. Dies kann, sofern ein solcher Drehfeldscheider zur Erzeugung einer Steuerspannung
z. B. bei einer mit Elektroenröhren betriebenen Anordnung zur Symmetrierung eines
Drehstromssytems dient, dazu führen, daß infolge der gestörten Proportionalität
zwischcn der zu erfassenden symmetrischen Kom ponente und der tatsächlichen, vom
Drehfddsceider abgegriffenen Steuerspannung entweder eine nicht vorhandene Unsymmetrie
vorgetäuscht oder die Herstellung der Symmetrie und damit dieRegelwirkung erschwert,
wenn nicht unmöglich gemacht wird, so daß im ersten Fall ein symmetrisches Drehstromsystem
schief gesteuert werden kann. Andererseits ist es nicht ohne weiteres mögolich.
für Netze verschiedener Frequenz Drehfeldscheider in immergleicher Ausführung zu
verwenden.
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An sich ist es zwar nicht mehr neu, bei Drehfeldscheidern die Frequenzabhängigkeit
durch cine besondere Schaltungsanordnung zu unterdrücken oder doch sehr klein zu
halten.
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So hat man zu diesem Zweck für die Bildung einer der symmetrischen
Komponente proportionalen Spannung die Summe oder Differenz zweier Spannungen herangezogen.
deren Vektorendpunkte bei kleinen Frequenzänderungen gleiche, parallele Verschiebungen
erfahren.
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Hierbei sind innerhalb der Drehfeldscheiderschaltung
Induktivitäten
zu benutzen, wegen deren sich dann eine solche Schaltung nur sehr schwer beherrschen
läßt, insbesondere eine Abgleichung auf den Nullwert sehr schwierig wird. Daß die
Meßanordnung leicht abgeglichen werden kann. ist aber praktisch von großer Wichtigkeit,
weil mit der der symmetrischen Komponente proportionalen Spannung bis auf 1/2# genau
gesteuert werden soll.
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Gemäß der Erfindung ist daher die Anordnung so getroffen, daß der
von dem Drehfeldscheider abgegriffenen frequenzabhängigen Spannung eine der frequenzbedingten
Spannungsänderung entsprechende Kompensationsspannung zugefügt. z. B. entgegengeschaltet
wird. Dadurch wird sowohl en sich sonst bei Frequ@nzschwankungen einstellender Fehler
vermieden als auch ermöglicht, daß bei geeigneter Ausbildung des die Kompensationsspannung
liefernden Teiles beispielsweise ein Drehfeldscheider, der sonst für eine Frequenz
für 50 Hz verwendet wrid, auch für andere Frequenzen zu benutzen ist, da lediglich
der die Frequenzkompensation ergebende Teil auf die als normal geltende Spannung
abgeglichen zu werden braucht. Die Anordnung kann dagei so getroffen werden. daß
die Kompensationsspannung in Gegenphase zu der vom Drehfeldscheider abzunehmenden
frequenzabhängigen Spannung liegt. Im einzelnen wird zur Erzeugung der Kompensationsspannung
ein Resonanzkreis verwendet. Dadurch läßt sich innerhalb gewisser Grenzwerte der
Frequenzen eine einwandfreie Kompensation erzielen,so daß der durch Frequenzänderungen
entstehende Fehler unmerklich klein wird.
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Außerhalb dieser Grenzwerte bleibt zwar ein Restfehler übrig, dieser
ist aber gegenüber dem unkompensierten Gerät wesentlich kleinen so daß er die Steuerung
nicht störend be-' einflussen kann.
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Die Erfindung sei an Hand der Abbildungen näher erläutet. Gemäß Abb.
1 ist der aus den Ohmschen Widerständen R1 und R2 mit parallel geschalteten Kapazitäten,
dem Ohmschen Widerstand R3 und dem Blindwiderstand. Kapazität C, bestehende Drehfeldscheider
zur Erfassung der gegenlzufigen Komponente des unsymmetrischen Drehstromsystems
RST an dieses angeschlossen.
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Die vom Drehfeldscheider an den Klemmen a und b abgegriffene Spannung
u ist bei Nennfrequenz proportional der Spannung des gegenläufigen Systems und wird
etwa als Stenerspannung für einen nicht dargestellten Elektronenröhrenregler, der
zur Aufrechterhaltung der Symmetrie des Drehstromsystems R.\ 7' dient. benutzt.
An die Spannung RT ist ferner ein stark gedämpfter Resonazkreis angeschlossen, bestehend
aus dem hehen Ohmschen Widerstand r1, der Kapazität C2 und der Induktivität L. Parallel
hierzu liegt ein heher Ohmscher Widerstand r2. Von den Widerständen r1 und r2 wird
eine Spannung u1 abgegriffenm, die bei Frequenzänderungen zur Kompensation der mit
dem Frequenzfehler behafteten Spannung u dient und dieser über einen Wandler W gegengeschaltet
wird.
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Die Wirkungsweise der Anordnung geht aus dem Diagramm (Abb. 2) hervor.
Bei dem dort dargestellten Zustand vorhandener Symmetrie des Drehstromsystems RST
ist die Spannung zwischen den Klemmen a und b (Abb. r) Null. da der Spannungsabfall
an den zwischen R und N und S und T liegenden Widerständen gleich groß ist. Ändert
sich die Frequenz beispielsweise auf 45 Hz, so bleibt daduech der Zweig RS unbeeinflußt,
die die resultierende Spannung TS ergebenden Vektoren nehman aber die gestrichelte
Lage und Größe an. Es entsteht demnach eine Spannungsdifferenz uab' zwischen den
Punkten a und b, Andererseits haben die die Spannung TS ergebenden Vektoren bei
einer Frequenz von 55 Hz die punktierte Lage und Größe, so daß die Spannung uab"
b" zwischen den Klemmen a und b entsteht. Mit dieser Spannung würde also der Elektronenregler
gesteuert werden, der dann das an sich symmetrische Drehstronsystem RST fälschlicherweise
steuern würde. Bei Unsymmetrie des Systems RST weicht die an den Punkten a und b
vorhandene Spannung uab ium die Werte uab' bzw. uab" von dem der gegenläufigen Komponente
proportionalen Wert ab, so daß mit ihr das System RST nicht unsymmetrisch gestenert
werden kann. Es wird daher eine der Spannung uab' bzw. uab" $proportionale Spannung
uab1 dadurch erzeugt, daß an den bereits erwähuten Widerständen r1 und r2 eine entsprcchende
Spannungsdifferenz abgegriffen wird. Bei der Normalfrequenz von 50 Hz besteht zwischen
den abgegriffenen Punkten der Widerstände r1 und r2 kein Spannungsunterschied. wie
sich aus den Vektoren für i # #l 1 und i # ergibt. Ändert sich die Frequez #c z.
B. auf 45 Hz, so ändern sich i i # #l und 1 i # auf die gestrichelten Werte, Es
ent-#c steht, da am Ohmschen Widerstand r2 ein von der Frequenz unabhängiger Spannungsabfall
auftritt, zwischen den Abgriffspunkten die Spannung uab1. L'mgekehrt wird bei Frequenzerhöhungen
die Rnderung von i e"l und i # 1/#@ auf die punktierten vierte erfolgen. so daß
zwischen den Abgriffspunkten der Widerstände r2 und r1 die für die Frequenz 55 Hz
eingezeichnete Spannung llab2 auftritt. -Die
hierdurch gewonnene
Kompensationsspannung wird durch den Wandler W (Abb. I) und gegebenenfalls zusätzlich
angeordnete Blindwiderstände in die benötigte Phasenlage gebracht. Zur Regelung
ist der Abgriffspunkt am Widerstand 2 veränderlich, dieser also als Apannungsteiler
ausgebildet.